水质工程学研究型案例型教学模式改革研究
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇水质工程学研究型案例型教学模式改革研究范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘 要：将传统理论课程、设计课程、教学与前沿科学动态研究、实践工程案例分析等手段进行有机结合，提出了课上采用多媒体教学、研究型课题讨论、案例型分析设计、团队学习等创新型教学新思路及新模式，取得了满意的效果。
Reform of research-type and case-type teaching mode on water quality engineering
Yao Hong, Li Desheng, Yu Xiaohua, Yu Haiqin, Wang Jin, Chen Rui
Beijing jiaotong university, Beijing, 100044, China
Abstract: Put forward the innovative new teaching ideas and mode like adopting of multi-media teaching, discussion of reseachful task, case analysis and design, group study by combining the means such as traditional theory course, project curriculum, teaching and frontier science dynamic research and practice engineering case analysis, and good results were achieved.
Key words: water quality engineering; research; case; innovative pedagogical models
1 教学改革思路与指导思想
水质工程学作为环境工程专业的一门专业主干课，一直是各个高校改革的课程之一，多位教授和专家撰写了教改论文，提出了从教学内容、模式、手段、师资队伍建设等多方面改革方式和方法[1-5]。我校在水质工程学改革和建设方面做了大量工作，自2003年以来，已经在理论课程教学体系、实验教学体系、课程与毕业设计教学体系、实习教学体系进行了系列改革。为了进一步提高水质工程学的教学质量，加强学生的实践和创新能力培养，提高学生的社会竞争力，北京交通大学教务处于2009年针对本科生专业主干课程水质工程学开展研究型案例型教学模式的改革试点工作。该课题被列为北京交通大学2009年基金项目。课题组提出针对水质工程学进行研究型案例型教学模式的改革构想，使该课程内容紧跟当代水质工程学新理论、新技术、新工程的发展，通过教师在课堂上对基本理论知识的讲解、创新研究组的前沿科研动态报告、实践课程组的课程设计案例分析，以团队学习为重要方式，实现理论―前沿―实践有机结合的研究型案例型教学模式。通过实际改革经验表明，这种以教师为向导、以学生团队为学习主体的教学模式，不但可以充分调动学生的积极性和主动性，培养学生之间协调配合的意识，同时也大大地调动了学生的学习兴趣，提高了他们解决实际问题的能力，为社会和国家培养创新型和实践型人才提供了一条新的探索模式。
2 基本教学内容与教材的改革
在调研全国环境工程专业教材使用情况的基础上，选择适合我校特色的理论教材。经过课题组研究，集体选定李圭白院士等人主编的《水质工程学》作为授课主要教材，该教材是普通高等教育“十五”国家级规划教材[6]。以本书讲解的内容作为本门课程的基本内容，同时选择英文原版的《废水处理与回用》作为辅助教材，进行中英文双语讲解。另外，开列参考书目清单，供学生自主阅读。
3 深化教学方法与手段改革
目前，大部分高校均采用Powerpoint和板书相结合的教学模式，本课题组在此基础上增加了水处理过程多媒体教学短片、单元操作过程仿真教学、实际工程设计与施工案例教学、前沿知识检索、网络学习与讨论等诸多内容。另外，在传统基础实验、专业基础实验的基础上，与大学生创新科研体系实验进行有机结合，充实了多元化的教学模式。
4 研究型教学模式改革方案与实施方式
4.1 方案
根据课堂实际讲解的理论课教学内容，引导学生特别是对科研感兴趣的学生，利用学校图书馆中外文学术期刊库、国内外环保专业网站、各种搜索引擎、软件等信息和手段，查找近几年发表的与课堂讲授内容相关、自己感兴趣的学术期刊、学术报道、国内国际会议论文、实际工程案例等，结合课本知识，与搜索材料进行对比分析，培养学生资料查阅、文献整理和总结的能力，锻炼和提高学生的创新意识，为学生将来读研和就业打下坚实的基础。
4.2 教学方式与考核
4.2.1 文献检索研究型教学模式
按照研究课题需要，将学生分成3～5人一组，按两个班共60人12组设计，以教师课堂教学中的理论课程讲授为重点，安排2～3组学生对同一章节讲授的内容进行相关文献检索，参考文献为近3～5年发表的，数量10～20篇，国外高水平杂志发表的文献3～6篇。然后，每人自拟作业题目，撰写一份文献检索报告，要求报告具有中英文题目、中英文摘要，主体思路清晰，字数不限。期末抽取30%～50%学生课堂做PPT汇报，时间5～8分钟，汇报后上交纸制版报告1份。通过学生讲演汇报，教师和学生进行集中质疑，根据课堂汇报表现、整组作业质量和参与学生的个人表现，教师给出综合成绩，作为文献检索研究型教学环节的平时成绩，一般占平时综合成绩的40%，计入期末总成绩，一学期内每位学生都至少完成一次文献检索研究型综合作业，感兴趣的学生可以参与2次，根据学生撰写报告质量，每次报告可在期末综合成绩上加1分进行鼓励。
4.2.2 创新实验研究型教学模式
为鼓励学生动手能力和创新能力，提高学生参与科研实验的兴趣，授课教师除了完成常规的实验教学内容外，引导学生参加与水质工程学课程内容相关的国家级、北京市级、校级大学生创新实验项目，根据一学期内投入的时间、总结报告的质量，在创新实验指导教师给出评语和学院结题时所确定的等级基础上，授课教师综合考虑后，在学生期末综合成绩上加1～3分(结题等级分别为校级、北京市级、国家级)进行鼓励，提高大学生参与创新实验的积极性和主动性。
5 案例型教学模式改革思路与实施方式
5.1 教学实施方案
为了调动学生的学习兴趣和培养他们实际工程设计观念和能力，课程组提出“边上理论课边进行课程设计”的案例型教学指导思路，在基本理论课程教学基础上，授课教师根据水质工程学课程设计教学内容要求，将学生按照学生家乡所在水系的流域进行分组，这样，可以大大提高学生对自己家乡环境的关注度和研究兴趣。我国现有长江、黄河、珠江、辽河、海河、淮河、松花江七大水系，按照30人一班，通常将学生分为4～5组，以组为单位进行分头调研，根据初期资料调研结果，总结出选择组内某市建设水处理厂的理由，然后模仿设计院设计的实际工程项目科研模板依次进行撰写，其中设计水量根据对地方的实际调研确定，设计水处理厂进出水水质要根据国家环保局年、月、周等公告数据进行统计，并参考国家和地方水质标准及相关报道材料进行总结，对工艺流程比选、单元处理构筑物参数选择、管道系统布置方式等内容进行详细撰写。教师可以在课堂理论课讲授过程中同步设计答疑，及时解决学生设计过程中遇到的问题。与传统的集中1～2周课程设计相比，具有教师指导次数多、学生设计时间充裕、可系统地收集和查阅大量的文献资料，有多人参与讨论比选过程，同时也能进一步加大理论与课程设计紧密结合的程度，提高了学生对实际问题的分析和解决能力，同时也让学生更真实地了解实际工程科研报告的编写过程，锻炼了学生的文献查阅、整理、工程设计计算的能力，也培养了学生团队学习的精神。一般占平时综合成绩的60%。
5.2 教学方式与考核
案例型教学方式，以组为单位，组长负责调研、撰写报告、设计计算、绘图、汇报等多项工作的分配、协调，组员根据具体分得的任务开展相关工作，定期讨论，撰写讨论记录。教师在参考组长对组员贡献大小排序基础上，根据每组汇报和上交的报告、图纸质量及组员在集中答辩中的表现给出小组综合评分，作为本门课的课程设计评分。
6 团队学习方式
前面所述的研究型案例型教学模式，都是以团队学习方式为载体而进行的，教师结合课程进度下达的研究型案例型题目，已不再是枯燥的作业，而是真正意义上的工作任务，无论从时间要求上还是从知识面的深度、广度和动手能力上，均已非个人轻易所及，它要求一个团队来完成。从团队建立，领受任务，团队学习讨论，组员分工，工作进度把握，出现问题的解决，一直到成果整理总结汇报，都是团队每一位成员努力的结果。团队成员各自发挥所长，密切配合，良好的组织管理是完成任务的关键。而学生在不同团队中角色的转换，使得人人都得到多方面的锻炼。虽然课题紧紧围绕教学大纲，但完成任务却需要多方面甚至多学科的知识，学生是在不断地学习和创造中完成课题任务的。真正的团队学习，不是教师把任务简单地交给学生，而是要及时、有针对性的给予指导，答疑解惑，检查和督促。教师在评分时也十分重视团队成绩，最终成绩包括团队综合成绩和个人成绩两部分。团队综合成绩根据团队完成任务的质量、时间、团队精神、团队效率、汇报讲演、质疑等是否超出期望值或是否完成基本任务要求来考核；而个人成绩根据个人对团队的贡献、任务完成质量，以及个人的工作态度、学习能力、创新能力、合作精神等给出。
7 研究型案例型教学模式改革效果
经过一段时间的实践，课题组针对课程的改革模式、学生创新和实践能力培养、整体效果、调动积极性、评分公正性方面进行集中问卷调研，发出问卷52张，其中46人认为改革模式新颖、有创意，45人认为此种改革模式对学生创新能力、实践能力培养有很好的促进作用，43人认为评分公平公正，还有25人以上建议按照此种模式进行环境专业其他主干课和必修课，如大气污染控制工程、固体废弃物污染与控制工程等课程的改革。综合满意度评分高达95分，得到了学生的一致肯定。同时水质工程学研究型案例型教学模式改革项目在学校教学模式改革评比中被评为“优秀”。
8 结论与建议
研究型案例型教学模式改革刚刚实行3年，模式改革提高了学生学习的积极性和主动性，提高了学生独力思考问题、分析问题和解决问题的能力，培养了学生理论联系实际的综合能力和素质，但还有一些方面需要进一步完善：
(1)结合改革过程中学生和教师的需要，应建立设计案例库、工程施工及运营等多方面的图片库，并及时更新。使学生能够更加真实地认识理论、设计、实践的紧密结合，认识到工程设计的严谨性、实用性和科学性。
(2)为了更好地推进和完善研究型案例型教学模式，应加大对教师在前沿理论科学知识和实际工程设计、施工等多方面的培训力度，以便进一步提高教师在改革过程中的引导作用。
(3)进一步建立和完善研究型案例型教学模式，推进网站建设，建立以课程介绍、教学大纲、作业与答疑、试题库、案例分析、前沿动态、工程实例、国内国际水业咨询等多个平台界面，使学生和教师能够通过网站及时沟通，达到资源共享、师生共同学习、共同进步的目的。
总之，为了进一步促进水质工程学的研究型案例型模式改革，在改革过程中，课题组还要不断地实践，不断摸索，进一步解决改革过程中存在的问题，为提高水质工程学教学质量并为社会培养创新型、实践型、复合型人才而不懈努力。
参考文献
[1] 彭永臻,马勇,王淑莹,等.精品课程水质工程学的建设与实践[J].中国现代教育装备,2008,7:72-75.
[2] 谢德华,任伯帜.关于提高水质工程学教学质量的思考[J].湘潭师范学院学报(社会科学版),2007,29(5):212-213.
[3] 武汉,游映玖,.浅谈水质工程学课程的改革[J].环境导报,2003,9:16-20.
[4] 向平,蒋绍阶.水质工程学实验教学体系改革探讨[J].高等建筑教育,2009,18:126-128.
[5] 郭永福,徐乐.提高水质工程学教学质量的研究与实践[J].学术理论现代.2009,10:201-201.
[6] 李圭白,张杰,彭永臻,等.水质工程学[M].北京:中国建筑工程出版社,2005.